Các hướng sử dụng xỉ luyện kim để sản xuất vật liệu xây dựng
Ở nước ta hiện nay có nhiều nguồn phụ gia khoáng có thể sử dụng làm phụ gia cho bê
tông, gồm các nguồn nhân tạo như tro xỉ luyện kim, tro xỉ nhiệt điện (nhà máy Gang thép Thái
Nguyên, nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Ninh Bình, Uông Bí) và các loại puzzơlan tự nhiên như
puzzơlan Sơn Tây, puzzơlan Bà Rịa – Vũng Tàu, điatomit Gia Lai, điatomit Kontum,
Việc sử dụng vật liệu tro xỉ trong sản xuất vật liệu xây dựng về cơ bản được chia thành hai
nhóm:
Nhóm thứ nhất: Sản xuất các loại vật liệu nung (sản xuất xi măng, vôi, gốm xây dựng).
Nhóm thứ hai: Sản xuất các loại vật liệu không nung, bao gồm:
+ Gia công chế biến các loại cốt liệu (đá dăm, sỏi nhân tạo, cát nhân tạo).
+ Sản xuất các loại phụ gia cho bê tông.5
Trong quá trình sản xuất của các ngành công nghiệp, việc đánh giá mức độ ô nhiễm ảnh
hưởng đến môi trường là một vấn đề rất cần thiết. Các loại thải phẩm phụ của quá trình sản xuất
ảnh hưởng lớn đến môi trường bao gồm:
Nồng độ bụi và khí gây hại (khí CO2; SO2 và các loại khí độc khác).
Khối lượng phế liệu, phế thải gây độc hại đến nguồn nước và chiếm giữ một diện tích lớn
đất đai là bãi chứa.
Do đó, rất cần có các biện pháp tích cực để khắc phục các ảnh hưởng có hại nói trên. Ở các
nước phát triển trên thế giới cũng như ở Việt Nam có hai hướng chủ yếu được sử dụng để khắc
phục nhược điểm này đó là:
+ Hướng thứ nhất: Hạn chế đến mức thấp nhất có thể hàm lượng các loại phế liệu phế thải
trong quá trình sản xuất bằng các biện pháp cải tiến công nghệ sản xuất.
+ Hướng thứ hai: Thu hồi các loại phế liệu phế thải của các quá trình sản xuất để đưa
chúng quay trở lại dây chuyền sản xuất khác với tư cách là những nguyên liệu để sản xuất vật
liệu xây dựng
6 trang |
Chia sẻ: trungkhoi17 | Lượt xem: 502 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu sử dụng phế thải luyện kim làm cốt liệu chế tạo bê tông, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
1
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHẾ THẢI LUYỆN KIM
LÀM CỐT LIỆU CHẾ TẠO BÊ TÔNG
ThS. Tăng Văn Lâm; Ks. Ngô Xuân Hùng
Trường Đại học Mỏ - Địa chất
1. Mở đầu
Trong giai đoạn công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước hiện nay, lượng phế thải công
nghiêp ngày càng tăng (các nhà máy, các khu công nghiệp phát triển khu đô thị mới). Theo [4],
hàng năm có tới 500 ÷ 600 triệu tấn tro xỉ nhiệt điện, xỉ luyện kim được thải ra, chủng loại phế
thải cũng rất đa dạng. Do lượng phế thải ra nhiều nên chúng ảnh hưởng rất nhiều tới nền kinh tế
xã hội và môi trường sống của nước ta:
+ Tổ chức thải tốn kém.
+ Bãi thải chiếm nhiều diện tích canh tác nông nghiệp.
+ Ô nhiễm môi trường nước và môi trường không khí ngày một nặng.
Phế thải công nghiệp có rất nhiều loại, nhưng về cơ bản được chia thành các loại sau:
+ Thải phẩm đốt nhiên liệu:
- Tro xỉ nhiệt điện.
- Tro xỉ luyện kim.
- Tro xỉ các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng (các nhà máy nung gốm, phế phẩm gạch
đất sét nung non, phế thải khai thác đá,).
+ Sản phẩm khai thác mỏ: Phế thải khai thác than, quặng bôxit (bùn thải nhefenin).
+ Phế thải trong quá trình chế biến: Nước thải của nhà giấy, nước thải của nhà máy mía
đường, dầu lửa,
Theo tính chất độc hại, các loại phế thải được chia thành 2 loại nhóm chính:
+ Phế thải công nghiệp không có hại: Loại có hại sinh ra từ: Bùn thải từ hệ thống xử lý
nước thải của các nhà máy dệt và nhuộm, sơn, tôn tráng kẽm, công nghiệp hóa chất, hóa dầu,
ngành điện tử. Loại này được nghiên cứu xử lý ngay tại nhà máy hoặc các khu chôn cất riêng ở
xa khu dân cư và thành phố.
+ Phế thải công nghiệp có hại: Loại không có hại được nghiên cứu và sử dụng cho sản xuất
vật liệu xây dựng như tro xỉ nhiệt điện, phế thải luyện kim cho công nghiệp giấy.
Khối lượng phế thải phế liệu luyện kim
Theo tài liệu nghiên cứu [2] và [4]
- Để sản xuất 1 tấn gang thải ra từ 0,3 ÷ 0,4 tấn tro xỉ lò cao.
- Để sản xuất 1 tấn thép thải ra từ 0,15 ÷ 0,2 tấn tro xỉ luyện kim.
- Để sản xuất ra 1 tấn đồng thải ra 10 ÷ 30 tấn xỉ đồng.
- Để sản xuất ra 1 MW điện dùng 4 tấn than antraxit thải ra khoảng 1 tấn tro xỉ nhiệt điện.
Để giải quyết tận thu, xử lý và giảm thiểu tác động đến môi trường từ các loại phế thải này,
mới đây, Bộ Xây dựng đã có Tờ trình số 18/Ttr-BXD ngày 31/3/2014 gửi Thủ tướng Chính phủ
phê duyệt cơ chế thực hiện xử lý, sử dụng tro, xỉ, thạch cao của các nhà máy nhiệt điện, nhà máy
hóa chất để làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng giai đoạn 2014 – 2020, định hướng đến
năm 2030.
Theo [1], việc sử dụng nguồn phế thải này làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây dựng thì
nước ta sẽ không phải sử dụng hàng ngàn ha đất làm diện tích chứa thải, giảm khai thác hàng
chục triệu tấn khoáng sản để làm nguyên liệu cho các ngành sản xuất vật liệu xây dựng mỗi năm
và tiết kiệm được nguồn kinh phí lớn do không phải xử lý các tác động của khối chất thải này đối
với môi trường và cộng đồng. Điều đó sẽ tạo điều kiện để các ngành sản xuất điện, phân bón,
thép và sản xuất vật liệu xây dựng phát triển bền vững và thân thiện với môi trường.
Thực tế cho thấy, các nước phát triển trên thế giới và khu vực đã rất thành công trong việc
xử lý, sử dụng thạch cao, tro, xỉ từ sản xuất điện, hóa chất làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây
2
dựng. Tại Pháp, có đến 99% lượng tro xỉ than thải ra được tái sử dụng. Tại Nhật Bản, con số này
là 80%, tại Hàn Quốc là 85%.
Theo [5], nói chung việc xử lý và tái sử dụng các phế thải công nghiệp đã giải quyết được
các vấn đế sau:
1 - Diện tích mặt bằng sản xuất cho các nhà máy và khu công nghiệp.
2 - Giảm chi phí đầu tư cho tổ chức phế thải.
3 - Giảm ô nhiễm môi trường.
4 - Cải tạo môi trường sống cho con người và sinh vật.
5 - Tạo công ăn việc làm cho người lao động.
6 - Đa dạng hóa các các mặt hàng sản phẩm xây dựng.
7 - Tăng nguồn nguyên liệu cho sản xuất vật liệu xây dựng.
8 - Giảm giá thành sản phẩm.
2. Sử dụng thải phẩm công nghiệp
Phế thải được tận dụng trong nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội, nhiều loại phế thải được sử
dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng. Riêng tro nhiệt điện được sử dụng khá nhiều để sản xuất
ra vật liệu xây dựng. Trên thế giới, năm 1996 đã có một số nước sử dụng 70 ÷ 90% tro xỉ nhiệt
điện (các nước như:Bỉ, Đan Mạch, Nhật,) để sản xuất ra khoảng 15 loại vật liệu xây dựng khác
nhau.
Tại Liên bang Nga:
- Cho sản xuất xi măng dùng khoảng: 17,46% vật liệu tro xỉ.
- Cho xây dựng đường dùng khoảng: 10,8%
- Cho xây dựng đập nước, bê tông nặng, bê tông tổ ong, gạch block, sỏi Aglopozit chiếm
khoảng: 50,9%
- Cho kiềm hóa dùng khoảng: 30,7%
- Tách kim loại hiếm dùng khoảng: 0,2%
- Sản xuất phân hóa học chiếm khoảng: 0,22%
Theo [4], chỉ tính riêng cho sản xuất bê tông thì vật liệu tro xỉ đã phát huy hiệu quả:
- Vốn đầu tư giảm 2 ÷ 2,5 lần.
- Lượng xi măng giảm: 20,25%
- Nhân công giảm 1 ÷ 1,5 lần
Nhật Bản là nước sử dụng tro xỉ vào nhiều mục đích nhất: Xi măng, phụ gia bê tông, thay
thế đất sét cho sản xuất xi măng, bê tông đầm lăn, vật liệu làm đường, vật liệu lấp và cải tạo đất,
vật liệu trong công trình cảng, hàng không, vật liệu tường nền, sản phẩm gốm, cốt liệu nhẹ, hạt
chịu lửa, phân bón, các hốc đá nhân tạo, giếng ngược dòng nhân tạo dưới lòng biển,
a). Các khu công nghiệp luyện kim của Việt Nam
Khu công nghiệp Gang thép Thái Nguyên (được thành lập vào 29/11/1963) trong đó bao
gồm: Luyện gang, luyện cốc - luyện foro và đất đèn, nung cán thép, sản xuất gạch chịu lửa. Công
ty gang thép Thái Nguyên có 24 đơn vị: Nhà máy luyện gang cán thép, cán thép Lưu Xá, nhà
máy luyện cán thép Gia Sàng. Phế liệu phế thải chủ yếu là xỉ lò cao, xỉ luyện gang thép, các loại
vẩy thép.
Công ty thép miền Nam gồm 7 đơn vị: nhà máy thép Biên Hòa, nhà máy thép Tân Thuận.
Thải phẩm là xỉ luyện thép và vẩy thép. Công ty thép Đà Nẵng: Thải hàng năm 1500 tấn xỉ thép
và vẩy sắt.
Các công ty liên doanh có góp vốn của tổng công ty thép VN chủ yếu sản xuất kinh
doanh các loại thép tròn Φ10 ÷ 32. Cây thép vằn D10 ÷ D32, thép cuộn Φ6 ÷ 10, thép lưới cho
xây dựng. Phế thải chủ yếu là vẩy sắt nhưng không nhiều.
Theo [4], hàng năm các nhà máy luyện kim trên cả nước thải ra khoảng 250.000 tấn xỉ thép
và khoảng 100.000 tấn xỉ luyện gang các loại.
3
b). Phân loại xỉ luyện kim
Xỉ là chất thải còn lại trong quá trình đốt nhiên liệu than được tích lại trong thiết bị gom
đặt ở dưới buồng đốt trong công nghệ luyện kim, sản xuất gang thép.
+ Theo nguồn gốc vật liệu xỉ luyện kim được chia làm hai loại:
- Xỉ luyện kim đen: Xỉ lò cao.
- Xỉ luyện kim màu: Xỉ luyện kẽm, luyện đồng, thiếc, xỉ niken,
Theo thống kê thì: Để sản xuất một tấn gang thì thải 0,2 ÷ 1tấn xỉ lò cao. Để sản xuất 1 tấn
đồng thải 10 ÷ 30 tấn xỉ đồng. Sản xuất 1 tấn Nipcen thải 150 tấn xỉ Niken. Tuy lượng xỉ thải ra
tính theo đơn vị sản phẩm thấp, nhưng tổng lượng xỉ lò cao là lớn hơn nhiều so với xỉ luyện kim
màu.
+ Theo phương pháp thải xỉ, người ta phân biệt 2 dạng: xỉ lỏng và xỉ rắn.
- Xỉ lỏng: Là xỉ hoàn toàn nóng chảy trước khi ra khỏi bunke chứa đặt ở dưới buồng đốt.
Sau khi ra khỏi lò đốt xỉ thường được gia công tiếp bằng cách làm lạnh bằng nước hoặc không
khí, đập thành xỉ hạt và được để riêng để sản xuất vật liệu xây dựng. Hạt có kích thước 0,5 ÷
1cm gọi là xỉ đã hạt hóa. Xỉ nóng chảy ở dạng kiềm thì thường giòn và xốp, xỉ dạng axít thì chắc
đặc hơn.
Xỉ đã hạt hóa chủ yếu là pha thủy tinh. Trong thành phần có một số khoáng như khoáng
của xi măng (C2S2, CA2, CA, C5A3) nên chúng có độ hoạt tính, có thể rắn chắc ngay ở điều kiện
thường nếu được nghiền mịn.
Xỉ lỏng được dùng làm phụ gia xi măng, chế tạo xi măng bền sunfat, xi măng giếng khoan,
làm cốt liệu cho bê tông, sản xuất chất kết dính, chế tạo gạch không nung, bông khoáng.
- Xỉ rắn: Trước khi thải chỉ được nóng chảy một phần hoặc hoàn toàn không có sự xuất
hiện pha lỏng. Xỉ ra khỏi lò có thể được đập nhỏ hoặc không, rồi đẩy ra bãi thải.
Khi làm nguội chậm, xỉ ở dạng cục, tảng và rắn, kích thước lớn ít lỗ rỗng, không bền, do bị
biến đổi thù hình αC2S thành γC2S
Tính chất rất khác nhau: Khối lượng riêng 3,02 ÷ 3,4g/cm3; khối lượng thể tích 1,01 ÷ 1,29
g/cm3.
Theo [4], thành phần gốc của xỉ gồm: SiO2, CaO, Al2O3, MgO, Fl2O3, FeO, TiO2 Cr2O3,
V2O5, MnO, SO3, Na2O, K2O, B2O3 và một số kim loại khác. Trong số các ôxít đó thì SiO2,
Al2O3, CaO, MgO được coi là ôxít chủ yếu.
Mặc dù quy mô luyện thép lớn, nhưng lượng phế thải phế liệu lại thải ra ít vì sản lượng xỉ
bằng 7÷10% khối lượng thép luyện. Trong khi đó sản lượng xỉ lò cao bằng 40 ÷ 60% khối lượng
gang.
3. Tính chất của xỉ luyện kim
Kích thước hạt: 1 ÷ 25mm hoặc lớn hơn tùy thuộc vào loại than, thành phần của than,
công nghệ chế tạo, phương pháp thu gom. Theo [4], với công nghệ hiện nay, các loại xỉ hạt và xỉ
chứa 20% tro có thành phần hạt như sau:
Bảng 1.2. Thành phần hạt của xỉ
Kích thước hạt(mm)
Thành phần hạt của xỉ
Xỉ hạt Xỉ hạt + 20 % tro bay
≤ 0,63 0% ≤ 28 ÷ 32%
0,63 ÷ 1,25 10 ÷ 20% 14 ÷ 15%
1,25 ÷ 2,5 20 ÷ 24% 14 ÷ 18%
2,5 ÷ 5,0 36 ÷ 40% 25 ÷ 28%
2,5 ÷ 5,0 11 ÷ 13% 8 ÷ 10%
≥ 10 5 ÷ 6% 3 ÷ 4%
Khối lượng riêng của xỉ ρxỉ = 2,13 ÷ 2,15(g/cm3).
Khối lượng thể tích của xỉ ρv = 780 ÷ 800(kg/m3).
4
Thành phần khoáng: Thành phần khoáng chủ yếu của xỉ là pha thủy tinh Alumosilicat.
Ngoài ra, trong thành phần của chúng còn chứa khoáng mulit (3Al2O32SiO2), thạch anh (SiO2),
felspat Kali (K.Na.AlSi3O8) và một ít Canxi Cácbonat (CaCO3).
Pha thủy tinh bọc ngoài hạt xỉ còn làm cản trở phản ứng puzolanic khi tiếp xúc với vôi.
Độ hoạt tính thủy lực được đánh giá bằng:
+ Môdun kiềm Mb =
Mb ≥ 1: Xỉ kiềm.
Mb = 0,1÷ 0,5: Xỉ siêu axít.
Mb = 0,6 ÷ 0,9: Xỉ axít.
+ Môđun axit Ma =
Ma = 0,5 ÷ 2,8: Xỉ có hoạt tính.
Ma = 0,1 ÷ 0,5: Xỉ có hoạt tính yếu.
Ma < 0,1: Xỉ trơ.
Xỉ Việt Nam là xỉ siêu axít (Mb < 0,1), có hoạt tính yếu (Ma rất nhỏ), có độ hút vôi thấp
(17÷ 42mg CaO/g). Do đó chúng không có khả năng thủy hóa và rắn chắc trong điều kiện
thường, mà chỉ có thể thủy hóa, rắn chắc và tạo ra cường độ trong điều kiện nhiệt ẩm.
Để tăng độ hoạt tính, cần nghiền mịn nhằm mục đích phá vỡ màng thủy tinh, độ nghiền
mịn của xỉ trong khoảng 3000 ÷ 3800cm2/g (tương đương với kích thước hạt xi măng).
Độ hoạt tính của xỉ lò cao phụ thuộc vào thành phần hóa học của xỉ: xỉ kiềm (CaO cao) có
hoạt tính lớn hơn xỉ axít (SiO2 cao) Al2O3 càng lớn hoạt tính càng cao. MgO cao làm chậm thủy
hóa. MnO2 ảnh hưởng xấu đến độ hoạt tính.
Bảng 1.4. Thành phần hóa học của xỉ lò cao Thái Nguyên [5]
MKN SiO2 Al2O3 MgO CaO SO3 TiO2
1,52 29,20 19,90 7,60 38,80 3,70 0,02
0,85 28,64 0,88 8,04 38,96 3,00 0,03
0,91 27,75 0,85 7,21 39,08 3,01 0,02
Theo [4], thành phần hóa học của các loại xỉ như sau :
Bảng 1.3. Thành phần hóa học của xỉ nhiệt điện
STT Loại xỉ MKN SiO2 Al2O3 CaO Fl2O3 MgO SiO3
1 Tro pha loại 1 0,39 61,42 18,30 5,30 8,80 1,00 0,10
2 Tro pha loại 2 1,81 62,05 16,54 4,58 10,03 0,99 -
3 Xỉ Ninh Bình 2,01 61,12 13,91 2,00 15,72 1,00 0,35
4 Xỉ Uông Bí 2,03 60,52 14,95 4,20 15,30 1,51 0,45
5 Xỉ Bãi Bằng 0,38 61,51 14,85 4,01 15,00 1,00 0,25
4. Các hướng sử dụng xỉ luyện kim để sản xuất vật liệu xây dựng
Ở nước ta hiện nay có nhiều nguồn phụ gia khoáng có thể sử dụng làm phụ gia cho bê
tông, gồm các nguồn nhân tạo như tro xỉ luyện kim, tro xỉ nhiệt điện (nhà máy Gang thép Thái
Nguyên, nhà máy nhiệt điện Phả Lại, Ninh Bình, Uông Bí) và các loại puzzơlan tự nhiên như
puzzơlan Sơn Tây, puzzơlan Bà Rịa – Vũng Tàu, điatomit Gia Lai, điatomit Kontum,
Việc sử dụng vật liệu tro xỉ trong sản xuất vật liệu xây dựng về cơ bản được chia thành hai
nhóm:
Nhóm thứ nhất: Sản xuất các loại vật liệu nung (sản xuất xi măng, vôi, gốm xây dựng).
Nhóm thứ hai: Sản xuất các loại vật liệu không nung, bao gồm:
+ Gia công chế biến các loại cốt liệu (đá dăm, sỏi nhân tạo, cát nhân tạo).
+ Sản xuất các loại phụ gia cho bê tông.
5
Trong quá trình sản xuất của các ngành công nghiệp, việc đánh giá mức độ ô nhiễm ảnh
hưởng đến môi trường là một vấn đề rất cần thiết. Các loại thải phẩm phụ của quá trình sản xuất
ảnh hưởng lớn đến môi trường bao gồm:
Nồng độ bụi và khí gây hại (khí CO2; SO2 và các loại khí độc khác).
Khối lượng phế liệu, phế thải gây độc hại đến nguồn nước và chiếm giữ một diện tích lớn
đất đai là bãi chứa.
Do đó, rất cần có các biện pháp tích cực để khắc phục các ảnh hưởng có hại nói trên. Ở các
nước phát triển trên thế giới cũng như ở Việt Nam có hai hướng chủ yếu được sử dụng để khắc
phục nhược điểm này đó là:
+ Hướng thứ nhất: Hạn chế đến mức thấp nhất có thể hàm lượng các loại phế liệu phế thải
trong quá trình sản xuất bằng các biện pháp cải tiến công nghệ sản xuất.
+ Hướng thứ hai: Thu hồi các loại phế liệu phế thải của các quá trình sản xuất để đưa
chúng quay trở lại dây chuyền sản xuất khác với tư cách là những nguyên liệu để sản xuất vật
liệu xây dựng.
Hướng thứ nhất chủ yếu được thực hiện bằng cách thiết kế sử dụng công nghệ tiên tiến
hiện đại, trong đó triệt để quán triệt phương châm hạn chế ảnh hưởng độc hại của phế liệu phế
thải đến môi trường xung quanh. Mặt khác, đối với cơ sở sản xuất công nghiệp đang hoạt động,
nếu có các loại phế thải độc hại với hàm lượng vượt quá mức cho phép, cần phải áp dụng ngay
các biện pháp cải tiến phương pháp sản xuất, thay đổi dây chuyền công nghệ, bổ sung các hệ
thống thiết bị lọc bụi và phòng ngừa độc hại, nhằm mục đích hạ mức độ ô nhiễm của các loại
phế thải phế liệu xuống dưới mức cho phép.
Hướng thứ hai được coi là một hướng quan trọng, cần đặc biệt lưu ý. Vì chúng vừa đồng
thời với việc tích cực đảm bảo hạn chế độc hại của quá trình sản xuất đến môi trường xung
quanh,vừa đồng thời tạo điều kiện mở rộng nguồn nguyên vật liệu kinh tế, sẵn có tại chỗ, để phát
triển các loại vật liệu xây dựng mới, cho phép hạn chế khai thác và sử dụng nguồn nguyên liệu
khoáng thiên nhiên.
Các loại tro xỉ của nhà máy luyện kim có thể được lọc tách, phân loại và sử dụng để làm
các loại sản phẩm:
+ Phụ gia nghiền mịn, phụ gia trơ cho bê tông.
+ Làm các loại sỏi rỗng nhân tạo để chế tạo bê tộng nhẹ cốt liệu rỗng.
+ Làm các loại dăm rỗng và cát nhân tạo có chất lượng tốt, phù hợp với yêu cầu chế tạo
những loại bê tông có tính chất khác nhau.
+ Dùng làm nguyên liệu để sản xuất xi măng hoặc làm phụ gia để chế tạo xi măng
pooclăng hỗn hợp.
5. Đặc điểm của việc tạo thành cấu trúc vật liệu từ các loại xỉ luyện kim
Để có thể sử dụng được các loại phế thải phế liệu một cách hợp lý và có hiệu quả thì việc
nghiên cứu những đặc điểm và cấu trúc là rất quan trọng. Những công việc cụ thể cần phải tiến
hành đó là nghiên cứu các quá trình công nghệ mà trong đó các loại tro xỉ là thành phần cơ bản
để tạo nên một loại vật liệu xây dựng với cấu trúc nhất định, tức là trong quá trình hình thành
nên cấu trúc của vật liệu đó thì tính chất và những đặc điểm của các loại xỉ luyện kim đóng một
vai trò ảnh hưởng quan trọng.
Trong lĩnh vực sản xuất các loại bê tông, các loại tro xỉ luyện kim được sử dụng rất rộng
rãi theo nhiều hướng khác nhau:
Tro luyện kim có thể được dùng làm phụ gia khoáng mịn, thay một phần xi măng, cải
thiện cấu trúc của hỗn hợp bê tông và bê tông, dùng làm các loại vi cốt liệu.
Các loại xỉ rắn thường được làm cốt liệu rỗng nhân tạo:
+ Đá bọt rỗng từ xỉ.
+ Dăm và sỏi Keramzit.
+ Dăm và sỏi Agloporit.
6
Sự có mặt của các loại xỉ rắn trong thành phần cốt liệu của bê tông có ảnh hưởng đến tính
chất của hỗn hợp bê tông và của bê tông đã cứng rắn. Theo [3] và [4], xỉ luyện kim có ảnh hưởng
đến hỗn hợp bê tông và bê tông như sau:
+ Lượng dùng nước của hỗn hợp bê tông.
+ Tính công tác của hỗn hợp bê tông.
+ Khả năng hạn chế hiện tượng phân tầng tách lớp của hỗn hợp bê tông.
+ Tốc độ thủy hóa và rắn chắc của xi măng.
+ Cấu trúc của đá xi măng và bê tông.
+ Cường độ của bê tông.
+ Khả năng cách âm, cách nhiệt của bê tông.
Khi sản xuất các loại bê tông nhẹ cốt liệu rỗng từ các loại xỉ luyện kim cần phải được tiến
hành nghiên cứu các ảnh hưởng của các thành phần khoáng trong xỉ và tốc độ làm lạnh đến việc
tạo thành cấu trúc của các loại vật liệu mới.
Xỉ luyện kim được lấy tại nhà máy gang thép Thái Nguyên gia công cơ học qua các khâu:
đập, nghiền mịn, sàng phân loại thành các cỡ hạt như sau:
Cỡ hạt mịn có kích thước từ một vài m đến kích thước nhỏ hơn 0,15mm, được dùng với
mục đích làm các loại phụ gia trơ, làm các loại vi cốt liệu, làm tăng độ đặc của cấu trúc bê tông,
tăng khả năng chống thấm.
Cỡ hạt cát có kích thước 0,15 ÷ 5mm, được dùng làm cốt liệu nhỏ cho bê tông.
Cỡ hạt có kích thước từ 5 ÷ 10mm và 10 ÷ 20mm, được dùng làm cốt liệu lớn cho bê
tông, thay thế cốt liệu lớn là đá dăm và sỏi tự nhiên, nhằm mục đích chế tạo các loại bê tộng nhẹ,
có tính cách âm – cách nhiệt tốt.
6. Kết luận
- Công nghệ luyện kim là công nghệ thải ra nhiều chất độc hại cần phải được xử lý nhắm
bảo vệ môi trường và nhằm mục đích tái sử dụng để tạo ra các loại vật liệu thân thiện, có giá trị
kinh tế cao.
- Việc tận thu tro xỉ thải của các nhà máy luyện kim làm nguyên liệu sản xuất vật liệu xây
dựng là một trong các biện pháp hữu hiệu để tiết kiệm tài nguyên, đó chính là giải pháp phát
triển, xây dựng xanh bền vững.
- Nghiên cứu sử dụng tro xỉ nhiệt điện, xỉ luyện kim để sản xuất bê tông đã phát huy hiệu
quả: Vốn đầu tư giảm 2 ÷ 2,5 lần; lượng xi măng giảm: 20,25%; nhân công giảm 1 ÷ 1,5 lần
Tài liệu tham khảo
[1] Văn Phòng chính Phủ (2013), Ý kiến kết luận của phó thủ tướng hoàng trung hải về tình
hình thực hiện chương trình vật liệu xây không nung và giải pháp xử lý, sử dụng tro, xỉ,
thạch cao của nhà máy nhiệt điện, hóa chất, Thông báo số: 218/TB-VPCP; Hà Nội,
ngày 17 tháng 06 năm 2013.
[2] Phạm Chí Cường (2012), Xử lý chất thải trong ngành công nghiệp Thép Việt Nam, Tạp
chí Khoa học Việt Nam số 10 – 06/20012.
[3] TS. Bùi Danh Đại (2010), Phụ gia khoáng hoạt tính cao cho bê tông chất lượng cao, Bài
giảng dành cho Cao học Vật liệu Xây dựng, Trường Đại học Xây Dựng, Hà Nội.
[4] GVC.TS. Trịnh Hồng Tùng (2010), Sử dụng phế thải phế liệu để sản xuất Vật liệu Xây
dựng, Bài giảng dành cho Cao học ngành Vật liệu Xây dựng, Trường Đại học Xây
Dựng, Hà Nội.
[5] ThS. Tăng Văn Lâm (2010), Nghiên cứu sử dụng phế thải xỉ luyện kim của nhà máy
Gang thép - Thái Nguyên dùng làm phụ gia chế tạo bê tông trong các công trình xây
dựng tại tỉnh Thái Nguyên, Đề tài cấp trường, mã số T2010-04, Đại học Kỹ thuật Công
nghiệp - Thái Nguyên.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- nghien_cuu_su_dung_phe_thai_luyen_kim_lam_cot_lieu_che_tao_b.pdf